EL NÚCLEO DE LA CÉLULA

El núcleo es un organelo que contiene toda la información con respecto a lo que heredamos de nuestros padres; por ejemplo el color de los ojos y del pelo.
El núcleo tiene forma esférica y está rodeado por dos membranas que forman la envoltura nuclear. En ella existen perforaciones (poros nucleares) que regulan el paso de las sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Dentro de este compartimiento se encuentran los cromosomas, los cuales tienen la información genética; el nucleolo.
¿Cuál es la función del núcleo y su importancia?
El biólogo J. B. Gurdon, aplicando técnicas especiales, extrajo (sacó) el núcleo de un óvulo de una rana silvestre llamada Xenopus que se caracteriza por ser de color verde; y lo cambió por el núcleo de las células del intestino de otra rana del mismo tipo pero que era albina (sin pigmentación en la piel). El óvulo se desarrollo normalmente y de el se desarrolló una rana idéntica a la rana albina.

Preguntas:
1. Cuáles son las partes del núcleo
2. qué se encuentra dentro del núcleo
3. Cuál fue el resultado del experimento de Gurdon
4. Qué diferencias existen entre la rana silvestre y la albina.
5. De qué color es la piel de la rana que se forma del óvulo con núcleo transplantado
6. Quién es el responsable del resultado final de la nueva rana
7. Por qué se obtienen animales albinos si el organismo que aportó el óvulo era de color verde
8. Qué función tiene el núcleo en este caso

El experimento realizado demuestra que en el núcleo se encuentra la información hereditaria. Existe un gran número de experiencias que demuestran que el núcleo es el que controla las actividades de la célula, que contiene la información hereditaria en forma de una compleja molécula llamada ácido desoxirribonucleico (ADN).
Al interior del núcleo se encuentra el nucleoplasma. Al mirar con el microscopio se observa en él fibrillas y grumos, las que tienen la facilidad de teñirse con colorantes químicos, a este material se le llama cromatina.
La cromatina es de naturaleza fibrilar y está formada por la molécula de ADN, el que se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas. Cuando la célula no está en división la cromatina está descondensada y ocupa todo el núcleo. En el ADN se encuentra toda la información hereditaria .
Cuando la célula entra en división, la cromatina se condensa, se enrolla y se hace más gruesa; apareciendo una estructuras alargadas llamadas cromosomas. También se ha descubierto que los cromosomas tienen segmentos a los que se les llama genes, los que contienen información genética en forma específica (pelo liso, pelo crespo).
Cada especie tiene un número determinado de cromosomas, por ejemplo la especie humana tiene 46 cromosomas en cada célula somática ( del cuerpo).

CANTIDAD DE CROMOSOMAS EN EL SER HUMANO Y OTRAS ESPECIES.
Siempre los cromosomas se encuentran en dos ejemplares idénticos entre si (en par), a éstos se les llama cromosomas homólogos, es decir que cada cromosoma tiene un compañero, que es igual en tamaño, forma e información. Esto significa que cada uno de los cromosomas homólogos proviene de un progenitor. Es así que los 46 cromosomas de las células humanas forman 23 pares distintos
En el esquema que aparece a continuación se muestran distintas especies a las que se les indica el número de cromosomas; como se puede observar los cromosomas se encuentran en número par y la cantidad de cromosomas que tiene cada especie no tiene relación con la evolución ni el tamaño del organismo.


NÚMERO DE CROMOSOMAS EN ALGUNOS ANIMALES Y VEGETALES
Cuando la célula presenta la dotación completa de cromosomas, se dice que contiene un número diploide, o sea 2n cromosomas y es la forma de representar por medio de una fórmula cromosómica en las diversas especies es 2 * N ( N significa el número de cromosomas), por ejemplo en el ser humano es 2 * 23
Cuando la célula presenta la mitad de la dotación diploide de cromosomas, habiendo uno de cada par, se dice que la célula contiene un número haploide de cromosomas (n cromosomas); esto se da en las células sexuales ( óvulo y espermatozoide)

PREGUNTAS:
Qué contiene el ADN
Qué es la cromatina
De qué está formada la cromatina
Que le ocurre a la cromatina cuando la célula se va a dividir
Qué son los cromosomas
Cuantos cromosomas tenemos en nuestras células
Que son los cromosomas homólogos
Qué significa célula diploide y qué célula haploide
Qué células de nuestro cuerpo son haploides. Cuál es el motivo de que sean haploides
Anote 3 características que se presentan con respecto al número de cromosomas en las distintas especies
Complete el cuadro, agregando la cantidad de líneas necesarias, con respecto a las especies que aparecen en los dibujos
ESPECIE Nº de CROMOSOMAS FORMULA Nº DE CROMOSOMAS EN EL ÓVULO Y ESPERMATOZOIDE

ALTERACIONES DE LA MEIOSIS

Sabemos que las células somáticas de los seres humanos (diploides) poseen 46 cromosomas o 23 pares, en donde una parte se ha heredado de la madre y la otra del padre, es decir que uno de los padres aporta 23 cromosomas y el otro los otros 23 cromosomas.

El cariotipo de una célula somática del ser humano se caracteriza por presentar 22 pares de cromosomas homólogos, llamados autosoma y un par de cromosomas que nos señala el sexo de la persona a los que se les llama cromosomas sexuales, en la mujer los cromosomas sexuales son dos cromosomas X y en el hombre es un cromosoma X y un cromosoma Y.
En el caso de los gametos ( óvulo y espermatozoide) por el hecho de ser haploides tienen una copia de cromosomas, es decir 23 cromosomas, con respecto a los cromosomas sexuales el óvulo siempre entregará una copia del cromosoma X, en cambio el espermatozoide algunas veces puede ser X y otras Y. Por esta razón el sexo de una persona está determinado por el espermatozoide.

Al estudiar la meiosis nos damos cuenta que este proceso es muy importante para las especies que se reproducen sexualmente, pero este proceso que permite la reducción de la cantidad de ADN y cromosomas puede tener algunas alteraciones con consecuencias muy lamentables. Un ejemplo de ello es el Síndrome de Down o trisomía del cromosoma 21.

Existe una gran cantidad de enfermedades genéticas cuya causa se debe a la distribución anormal de los cromosomas durante la meiosis, la que puede ocurrir en la primera o segunda división. Sabemos que en meiosis, durante las anafase I y II se produce la separación de los cromosomas, a lo que llamamos disyunción. Este tipo de enfermedades genéticas se producen debido a que los cromosomas no se separan y así ambos cromosomas se van hacia uno de los lados a lo que se le llama no disyunción. Los gametos que participen en una fecundación aportando cromosomas de más o de menos darán origen a personas con anormalidades. Generalmente estos fetos mueren antes o poco después del nacimiento, pero en algunos casos esta falla no es letal, pero si causa defectos como lo es deficiencia mental, o malformaciones en su cuerpo.
Estas anormalidades se pueden detectar por medio de un cariotipo. El cariotipo es una forma gráfica de mostrar la composición cromosómica de un individuo, el ser humano tiene 46 cromosomas, de éstos 44 son autosomas y 2 son cromosomas sexuales. Una de las anormalidades se llama síndrome de TURNER, en este mal cuando se realiza el cariotipo a una de estas personas, aparece el cromosomas sexual XO, esto nos indica que esta persona tiene 45 cromosomas, de los cuales sólo aparece un cromosoma X, debido a que uno de sus padres produjo un gameto que carecía del cromosoma X. Otro síndrome es el de Klinefelter, el cual lo presentan los hombres, ellos tienen un cariotipo de 47 cromosomas porque sus cromosomas sexuales son XXY, o 48 XXXY, o incluso 49 XXXXY

ANOMALÍAS QUE SE PRESENTAN EN LA ESTRUCTURACIÓN DE LOS CROMOSOMAS

Esteresumen presenta alguna de las anomalías que se dan en el ser humano.


DOWN 47 + 21
Manos pequeñas y anchas con pliegue, palmas tipo simio, baja estatura, retraso mental, cabeza ancha con rostro redondeado y ojos oblicuos.


PATAU 47 + 13
Deficiencia mental y sordera, ataques musculares menores, labio y/o paladar hendido, polidactilia, anomalías cardiacas.


EDWARS 47 + 18
Deformación congénita múltiple, orejas deformes y bajas, barbilla atrofiada, boca y nariz pequeña, deficiencia mental, riñón doble, esternón corto.


TURNER 45 - x
Sexo femenino, desarrollo sexual retardado, generalmente estéril, baja estatura, deficiencias en el oído.



KLINEFELTER 47 XXY 48XXXY 49 XXXXY 50 XXXXXY
Sexo masculino, subfertilidad y testículos pequeños, voz con tono femenino, deficiencia mental, discurso incoherente



TRIPLE X 47 XXX
Sexo femenino con órganos genitales atrofiados y fertilidad limitada. Retraso mental frecuente


TRABAJO A DESARROLLAR

Cómo es el cariotipo del ser humano
Cuántos tipos de cromosomas existen
A qué se le llama cromosomas sexuales
Que forma tiene el cromosoma sexual de una mujer y de un hombre
Qué sexo se presenta en el cariotipo que aparece en el dibujo de la guía
Por qué se dice que el sexo de un hijo que va a nacer se determina por el padre de ese hijo
A qué se deb que se produzcan las enfermedades genéticas
Qué significa disyunción
En qué etapa de la meiosis se produce la disyunción
Qué significa no disyunción
Para que sirve realizar un cariotipo
A qué se debe:
Síndrome de Down
Síndrome de Edwars
Síndrome de Klinefelter
13. Dibuje dos cariotipos que muestren claramente dos anomalías cromosómicas ( las que Ud. quiera), en la parte de abajo del esquema escriba los problemas que presenta una persona que tiene este problema

MEIOSIS

ESQUEMATIZAR Y DESCRIBIR EL COMPORTAMIENTO DE LOS CROMOSOMAS EN LA MEIOSIS
DISCUTIR SU EFECTO SOBRE LA VARIABILIDAD GENÉTICA
FORMACIÓN DE LOS ESPERMATOZOIDES

Si observamos este esquema de la formación de los espermatozoides en un comienzo la célula tiene 6 cromosomas y al final del proceso veremos que ahora cada célula tiene tres cromosomas. Este proceso de formación del espermatozoide ocurre por un mecanismo llamado meiosis, el cual también ocurre en el óvulo. Meiosis significa reducción; es decir que por el proceso de meiosis las células se transforman de diploides a haploides; quedando de esta manera las células con sólo un juego de cromosomas.

Ya conoces la mitosis, recuerda que en ese proceso se divide una vez el núcleo y al final del proceso se forman dos células exactamente iguales a la célula original, debido a que conserva el número de cromosomas, por ejemplo si una célula madre tiene 26 cromosomas, se formarán a partir de esta célula dos células cada una con 26 cromosomas.
La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas del núcleo, a las que se le llama meiosis I y Meiosis II, dando como resultado final 4 células en donde los núcleos poseen la mitad del número de cromosomas que tenía la célula original, donde cada núcleo recibe un cromosoma de cada pareja de cromosomas homólogos, por ejemplo si una célula madre tiene 26 cromosomas se formarán a partir de ella cuatro células con 13 cromosomas cada una En cada división meiotica existen las fases: profase, metafase, anafase y telofase.

MEIOSIS I

Durante esta etapa los cromosomas homólogos se separan y se distribuyen entre las células hijas. Dando al final de esta etapa células con un número haploide de cromosomas, a esta parte de la meiosis se le considera reduccional.
La clave en la meiosis ocurre en la interfase y en la profase de la primera división. Durante la interfase los cromosomas se han replicado, es decir, que cada cromosoma está formado por dos cromátidas idénticas unidas por el centrómero.

PROFASE I: Dura varios días. Los cromosomas se hacen visibles, luego los cromosomas ya replicados se acercan y se emparejan con su homólogo formando pares de cromosomas; a esta unión se le llama sinapsis. Como cada cromosomas está formado por dos cromátidas, las que se ponen en contacto entre ellos, a esta unión se le llama tétrada. En esta etapa de sinapsis, se produce un fenómeno de intercambio de trozos de cromátidas homólogas o crossing-over, resultando así cromosomas recombinados con segmentos paternos y maternos. Esto es muy importante porque se recombina el material genético de ambos progenitores
Al final de la profase I, se desorganiza la envoltura nuclear. Desaparece el nucleolo, los centríolos forman el huso meiótico.

PREGUNTAS:
1. Qué significa meiosis
2. Qué permite la meiosis
3. Qué le ocurre a las células al pasar por una meiosis
4. En qué consiste la meiosis
5. Cuál es el resultado de la meiosis
6. Por qué la primera división meiotica se considera reduccional
7. Qué significa:
Sinapsis
Tétrada
Crossing-over
8. Qué ocurre al final de la profase I
9. Qué ocurre en la sinapsis
10. Por qué es importante el crossing-over

FASES DE LA MEIOSIS

MEIOSIS I

Metafase I : Los cromosomas homólogos se ubican al centro de la célula. Los cromosomas paternos y maternos se distribuyen al azar.
Anafase I: Cada cromosoma se separa de su caompañero (disyunción) y avanza al polo de la célula, así cada polo recibe una mezcla de cromosomas paternos y maternos.
TELOFASE I: Aparece el núcleo celular y se produce la citocinesis.
La interfase es muy breve y por lo tanto no hay fase S, lo que significa que no se produce la replicación de los cromosomas.

PREGUNTAS:
1. Dibuje y anote lo que ocurre en:
a) Metafase I
b) Anafase I
c) Telofase I
2. En qué etapa ocurre la citocinesis
3. Qué importancia tiene para la meiosis que durante la interfase que no exista fase S

MEIOSIS II
La Meiosis II se parece a la mitosis, pero aquí no hay replicación de los cromosomas, lo que lleva a la formación de células haploides. En esta división existe profase II, metafase II , anafase II y telofase II. Al inicio de la segunda división meiótica, los cromosomas se vuelven a condensar. PROFASE II: Aparecen los cromosomas, se desorganiza la envoltura nuclear y se forma el huso meiótico.

METAFASE II: Los cromosomas formados por dos cromátidas se ordenan en el centro de la célula.

ANAFASE II: Se separan los cromosomas y avanzan a los polos

TELOFASE II: Se forman los 4 núcleos reapareciendo la membrana nuclear y se produce la citocinesis.

Al final de este proceso la célula inicial ha formado 4 núcleos haploides, después de la citocinesis se forman 4 células haploides.

IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS:
La meiosis tiene dos consecuencias para los seres vivos que se reproducen sexualmente:
Es un proceso que permite la formación de células haploides, por lo que permite la formación de los gametos masculinos y femeninos (óvulo y espermatozoide).
la meiosis origina combinaciones genéticas. Al ocurrir el entrecruzamiento en la profase I y la distribución al azar de los cromosomas en las nuevas células, ello permite la formación de 4 células distintas entre sí en cuanto a la distribución genética; lo que permite la variabilidad genética.

DIFERENCIAS ENTRE MEIOSIS Y MITOSIS
Las diferencias fundamentales entre ambos procesos son:
1. El tipo de célula que se forman, la mitosis origina células diploides, y la meiosis origina células haploides.
Si vemos la cantidad de células resultantes , nos encontramos que la mitosis crea dos células y la meiosis genera 4 células.
Por otro lado las células que se forman de la mitosis son exactamente iguales a la células progenitora; en cambio en la meiosis se forman células que tienen una mezcla de información de la célula.
En la mitosis se produce sólo una división celular y en la meiosis se producen dos divisiones celulares y sólo una duplicación del ADN

DIVISIÓN CELULAR: FUNCIÓN Y REGULACIÓN
OBJETIVOS:

1. Esquematizar y describir el comportamiento de los cromosomas en el proceso de mitosis
2. Distinguir la función de la mitosis en distintos procesos de los seres vivos
3. Informarse y discutir sobre la importancia de la regulación de la mitosis en los procesos de crecimiento, desarrollo y cáncer
EL CICLO CELULAR:
La división celular involucra dos procesos: la mitosis o cariocinesis, que es la división del núcleo y la citocinesis o citodieresis, que es la división del citoplasma., la que está separada por un periodo de interfase

ACTIVIDAD Nº 1: INTERFASE
En la vida de la célula se distinguen dos etapas: el periodo de interfase y el periodo de división celular.
La interfase es lo que transcurre entre una división celular y otra, se caracteriza porque en esta etapa los cromosomas no son visibles dentro del núcleo, debido a que la hebra de cromatina de cada cromosoma se encuentra descondensada.
Durante la interfase se distinguen tres fases:

a) Etapa G1: Al terminar la mitosis las células inician una etapa de crecimiento; la que dura más o menos 4 horas
b) Etapa S: Es el periodo de duplicación del ADN, que se caracteriza por la duplicación de los cromosomas, aquí es donde se forman las dos cromátidas. Esta etapa dura cerca de 10 horas
c) Etapa G2 : Corresponde a otro periodo de crecimiento de la célula y tiene una duración de 4 horas.

RESOLVER:
1. Qué procesos involucra la división celular
2. Cuáles son las etapas en la vida de una célula
3. Qué es la interfase
4. Anote la característica del proceso de interfase
5. En qué consiste cada fase de la interfase
6. Qué significa:
A)Mitosis
B)Citocinesis


ACTIVIDAD N° 2: COMPORTAMIENTO DE LOS CROMOSOMAS DURANTE EL PROCESO DE DIVISIÓN MITÓTICA

El periodo de mitosis afecta principalmente al núcleo de la célula y tiene por resultado la formación de dos núcleos hijos con el mismo número de cromosomas que tenía la célula materna; todo este proceso transcurre de una manera continua, pero para una mejor comprensión se divide en 4 fases que son: profase, metafase, anafase y telofase
Que aparecen como dos cromátidas, unidas por un centrómero
Los centriolos forman el huso mitotico
Ha desaparecido la membrana nuclear, los cromosomas avanzan al centro de la célula
2. METAFASE I
1. PROFASE
A continuación se presentan una serie de esquemas que representan el proceso de mitosis,

Finalmente se produce la división del citoplasma; la que es distinta entre la célula vegetal y la célula animal.
La célula animal divide el citoplasma por simple estrangulamiento.

RESPONDER:
Cuál es el resultado final de la mitosis
Anote las fases de la mitosis
Ud. Debe copiar los dibujos y explicar cada etapa al lado de los dibujos de acuerdo a lo que aparece en cada esquema
Cuál es la diferencia entre la división del citoplasma entre la célula animal y la vegetal

ACTIVIDAD 3: IMPORTANCIA DE LA MITOSIS
De acuerdo a lo aprendido hasta el momento, es necesario la multiplicación celular. En los seres unicelulares y algunos pluricelulares este proceso forma parte de su proceso reproducción a fin de asegurar la continuidad de la especie.
En la mayoría de los seres vivos pluricelulares este proceso se encarga de participar en los procesos de desarrollo y reparación de los tejidos (etapas de crecimiento y restablecimiento de células muertas o dañadas, en las etapas fetales embrionarias, en los niños y adultos).Son ejemplos de células en continuas mitosis: las células intestinales que viven de 3 a 5 días, Los glóbulos rojos que viven 3 meses, las células de la epidermis.
Es necesario recordar que todos los órganos que forman parte del cuerpo tienen un crecimiento limitado y cuando se reparan los tejidos dañados por heridas solo se restituye el tejido afectado, por lo tanto es un proceso controlado. Continuamente los tejidos van eliminando células muertas debido a que ya han cumplido su etapa de vida por lo tanto su muerte celular está programada (apoptosis ) y a la vez recuperando estas células perdidas por medio de la mitosis.
A continuación se muestra un esquema que ilustra el crecimiento anormal de un grupo de células, lo cual lleva al desarrollo de tumores

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